化学反应的限度-化学反应条件的控制-课件-课件.pptx

1、第六章化学反应与能量第二节化学反应的速率与限度第2课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制一、一、化学反应限度化学反应限度1.1.可逆反应可逆反应:【想一想想一想】什么是可逆反应什么是可逆反应?它有什么特点它有什么特点?提示提示:在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应叫可逆反应。特点如下的化学反应叫可逆反应。特点如下:2.2.化学平衡的建立化学平衡的建立:(1)(1)化学平衡建立的分析化学平衡建立的分析:浓度对速率的影响的角度浓度对速率的影响的角度:在一定条件下在一定条件下,向反应容器中加入向反应容器中加入N N2 2和和H H2 2发生

2、反应发生反应:N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3。浓度浓度速率变化速率变化v v正正、v v逆逆关系关系开始开始反应物浓度反应物浓度_v v正正_v v正正_v_v逆逆生成物浓度生成物浓度_v v逆逆_变化变化反应物浓度反应物浓度_v v正正_v v正正_v_v逆逆生成物浓度生成物浓度_v v逆逆_平衡平衡反应物浓度反应物浓度_v v正正_v v正正_v_v逆逆生成物浓度生成物浓度_v v逆逆_最大最大最大最大最小最小最小最小 减小减小减小减小增大增大增大增大 不变不变不变不变不变不变不变不变=利用速率利用速率时间时间(v v-t t)图象分析图象分析:(2)(2)化学平衡状

3、态的概念化学平衡状态的概念:在一定条件下在一定条件下,可逆反应进行可逆反应进行到一定程度时到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等正反应速率和逆反应速率相等,反应物反应物的浓度和生成物的浓度都的浓度和生成物的浓度都_,_,达到一种表面静止达到一种表面静止的状态。的状态。不再改变不再改变【想一想想一想】在已达到平衡的可逆反应在已达到平衡的可逆反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3中中,由由1818O O2 2代代替等物质的量的替等物质的量的O O2 2。一段时间后。一段时间后,1818O O存在于哪些物质中存在于哪些物质中?提示提示:化学平衡是动态平衡化学平衡是动态平衡,18

4、18O O2 2代替等物质的量的代替等物质的量的O O2 2后后,1818O O2 2与与SOSO2 2结合生成含结合生成含1818O O的的SOSO3 3,同时含同时含1818O O的的SOSO3 3分解分解,使使SOSO2 2、O O2 2中也含有中也含有1818O,O,因此因此1818O O存在于存在于SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3这三种这三种物质中。物质中。(3)(3)化学反应的限度化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到的的_。任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的任何可逆反应在给定条件下的进行程度都

5、有一定的限度。限度。改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度的限度,即改变该反应的化学平衡。即改变该反应的化学平衡。最大程度最大程度【巧判断巧判断】(1)(1)一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到一个可逆反应达到的平衡状态就是该反应所能达到的最大限度。的最大限度。()提示提示:。化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所。化学平衡状态是可逆反应达到给定条件下所能达到的最大程度能达到的最大程度,条件改变限度可能改变。条件改变限度可能改变。(2)(2)化学反应达到平衡状态时化学反应达到平衡状态时,该反应停止了。该反应停止了。()提示提示:。

6、可逆反应是动态平衡。可逆反应是动态平衡。(3)(3)可逆反应达到平衡状态时可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成物的浓各反应物、生成物的浓度相等。度相等。()提示提示:。可逆反应达到平衡状态时。可逆反应达到平衡状态时,各反应物、生成各反应物、生成物的浓度不再改变物的浓度不再改变,并非相等。并非相等。二、化学反应条件的控制二、化学反应条件的控制1.1.目的目的:2.2.化工生产中反应条件的调控化工生产中反应条件的调控:(1)(1)考虑因素考虑因素:化工生产中调控反应条件时化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件需要考虑控制反应条件的的_和和_。成本成本实际可能性实际可能性(2)(2)实例实

7、例合成氨生产条件的选择合成氨生产条件的选择:【情境情境思考思考】生活中有很多现象都存在化学知识生活中有很多现象都存在化学知识,如炉火越扇越旺如炉火越扇越旺,但蜡烛的火焰一扇就灭。但蜡烛的火焰一扇就灭。(1)(1)同样是扇风结果为什么不同同样是扇风结果为什么不同,试解释其中的原因试解释其中的原因?提示提示:“炉火越扇越旺炉火越扇越旺”是扇风为燃烧提供了足量的氧是扇风为燃烧提供了足量的氧气促进燃烧气促进燃烧;“;“蜡烛的火焰一扇就灭蜡烛的火焰一扇就灭”是由于空气流动是由于空气流动带走大量的热量带走大量的热量,使温度降低使温度降低,低于了蜡烛的着火点。低于了蜡烛的着火点。(2)(2)为了提高燃料的燃

8、烧效率为了提高燃料的燃烧效率,应如何调控燃烧反应的应如何调控燃烧反应的条件条件?提示提示:燃料与空气或氧气接触燃料与空气或氧气接触,且空气要适当过量。且空气要适当过量。尽可能使燃料充分燃烧尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。尽可提高能量的转化率。尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量能充分地利用燃料燃烧所释放出的热量,提高热能的利提高热能的利用率。用率。知识点化学反应知识点化学反应(限度限度)平衡状态的理解和判断平衡状态的理解和判断【重点释疑重点释疑】1.1.化学平衡状态的特征化学平衡状态的特征“五字诀五字诀”:2.2.化学平衡状态判断化学平衡状态判断“三关注三关注”“”“一等一不变一等一

9、不变”(1)(1)三关注三关注:关注反应条件关注反应条件,是恒温恒容是恒温恒容,恒温恒压恒温恒压,还是绝热恒容还是绝热恒容容器容器;关注反应特点关注反应特点,是等体积反应是等体积反应,还是非等体积反应还是非等体积反应;关注特殊情况关注特殊情况,是否有固体参加或生成是否有固体参加或生成,或固体的分或固体的分解反应。解反应。(2)(2)一等一不变一等一不变:【易错提醒易错提醒】(1)(1)化学平衡的实质是同种物质的正、逆化学平衡的实质是同种物质的正、逆反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是反应速率相等。用不同物质的正、逆反应速率判断是否达到化学平衡状态时否达到化学平衡状态时,要根据化学反应

10、速率之比等于要根据化学反应速率之比等于化学计量数之比化学计量数之比,转化为同种物质的速率进行比较。转化为同种物质的速率进行比较。(2)(2)利用利用v v(正正)=)=v v(逆逆)0)0判断平衡状态时注意判断平衡状态时注意:反应速率反应速率必须是一正一逆必须是一正一逆,不能都是不能都是v v(正正)或都是或都是v v(逆逆)。【思考思考讨论讨论】某恒温恒容密闭容器中某恒温恒容密闭容器中,发生如下反应发生如下反应:2A(g)+B(g):2A(g)+B(g)3C(g)+D(s),3C(g)+D(s),混合气体的压强不再改变能否表明混合气体的压强不再改变能否表明该反应已达到平衡状态该反应已达到平衡

11、状态?提示提示:不能。不能。D D是固体是固体,反应前后气体的物质的量不变反应前后气体的物质的量不变,由于容器的体积不变由于容器的体积不变,故气体的压强始终不变故气体的压强始终不变,因此压因此压强不再改变强不再改变,不能表明该反应已达到平衡状态。不能表明该反应已达到平衡状态。【案例示范案例示范】【典例典例】在一个体积固定的密闭容器中在一个体积固定的密闭容器中,进行的可逆进行的可逆反应反应A(s)+3B(g)3C(g)A(s)+3B(g)3C(g)。下列叙述中表明可逆反。下列叙述中表明可逆反应一定达到平衡状态的是应一定达到平衡状态的是 世纪金榜导学号世纪金榜导学号()C C的生成速率与的生成速率

12、与C C的分解速率相等的分解速率相等;单位时间内生成单位时间内生成a a mol A,mol A,同时生成同时生成3 3 a a mol B;mol B;B B的浓度不再变化的浓度不再变化;混合气体总的物质的量不再发生变化混合气体总的物质的量不再发生变化;A A、B B、C C的的物质的量之比为物质的量之比为133;133;混合气体的密度不再变化混合气体的密度不再变化A.A.B.B.C.C.D.D.【思维建模思维建模】解答有关化学平衡标志的思维流程如下解答有关化学平衡标志的思维流程如下:【解析解析】选选C C。C C的生成速率与的生成速率与C C的分解速率相等的分解速率相等,说说明正逆反应速率

13、相等明正逆反应速率相等,故正确故正确;化学反应速率之比化学反应速率之比等于化学计量数之比等于化学计量数之比,无论是否达到平衡状态无论是否达到平衡状态,都存在都存在单位时间内生成单位时间内生成a a mol A,mol A,同时生成同时生成3 3 a a mol B,mol B,故错故错误误;当反应达到化学平衡状态时当反应达到化学平衡状态时,各物质的浓度不变各物质的浓度不变,故正确故正确;气体反应物与气体生成物的化学计量数之气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相等和相等,无论是否达到平衡状态无论是否达到平衡状态,混合气体总的物质混合气体总的物质的量都不变的量都不变,故错误故错误;平衡时各物质的

14、物质的量取平衡时各物质的物质的量取决于起始配料比以及转化的程度决于起始配料比以及转化的程度,不能作为判断是否达不能作为判断是否达到平衡状态的依据到平衡状态的依据,故错误故错误;A A为固体为固体,当气体的总当气体的总质量不变时质量不变时,反应达到平衡状态反应达到平衡状态,故正确。故正确。【母题追问母题追问】(1)(1)混合气体的平均相对分子质量不变能混合气体的平均相对分子质量不变能否说明该反应达到平衡否说明该反应达到平衡?提示提示:能。根据能。根据M M=,=,A A是固体是固体,反应前后气体的物质的反应前后气体的物质的量不变量不变,但质量是改变的但质量是改变的,因此当平均相对分子质量不因此当

15、平均相对分子质量不再改变时再改变时,说明达到平衡。说明达到平衡。mn(2)(2)若若A A为气体为气体,中能够说明反应达到平衡状态的中能够说明反应达到平衡状态的有哪些有哪些?提示提示:。A A为气体为气体,则反应前后气体的总物质的量则反应前后气体的总物质的量不相等不相等,则能够说明达到平衡则能够说明达到平衡;气体的质量和体积都气体的质量和体积都不变不变,则密度始终不变则密度始终不变,不能说明达到平衡。其他与原不能说明达到平衡。其他与原题一致。题一致。【迁移迁移应用应用】(2019(2019淮北高一检测淮北高一检测)在恒温下的密闭容器中在恒温下的密闭容器中,有可有可逆反应逆反应:2NO+O:2N

16、O+O2 2 2NO 2NO2 2(正反应为放热反应正反应为放热反应),),不能说明不能说明已经达到平衡状态的是已经达到平衡状态的是 世纪金榜导学号世纪金榜导学号()A.A.正反应生成正反应生成NONO2 2的速率和逆反应生成的速率和逆反应生成O O2 2的速率相等的速率相等B.B.反应容器中压强不变反应容器中压强不变C.C.混合气体颜色深浅保持不变混合气体颜色深浅保持不变D.D.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化【解析解析】选选A A。该反应是一个反应前后气体物质的量不。该反应是一个反应前后气体物质的量不相等的反应相等的反应,因此混合气体

17、的平均相对分子质量、压强因此混合气体的平均相对分子质量、压强以及颜色保持不变以及颜色保持不变,即说明达到平衡。即说明达到平衡。A A中表示的速率中表示的速率虽然方向相反虽然方向相反 ,但速率之比不等于化学计量数之比但速率之比不等于化学计量数之比,即即应该是正反应生成应该是正反应生成NONO2 2的速率和逆反应生成的速率和逆反应生成O O2 2的速率的的速率的2 2倍相等倍相等,故故A A错。错。【补偿训练补偿训练】1.(20191.(2019宿州高一检测宿州高一检测)一定温度下一定温度下,反应反应A A2 2(g)+(g)+B B2 2(g)2AB(g)(g)2AB(g)达到平衡的标志是达到平

18、衡的标志是 ()A.A.单位时间内生成单位时间内生成n n mol A mol A2 2同时生成同时生成n n mol AB mol ABB.B.容器内的总压强不随时间的变化而变化容器内的总压强不随时间的变化而变化C.C.单位时间内生成单位时间内生成2 2n n mol AB mol AB同时生成同时生成n n mol B mol B2 2D.D.单位时间内生成单位时间内生成n n mol A mol A2 2同时生成同时生成n n mol B mol B2 2 【解析解析】选选C C。在一定条件下。在一定条件下,判断一个反应是否达到判断一个反应是否达到平衡平衡,主要看正逆反应速率是否相等主要

19、看正逆反应速率是否相等,体系中各组分的体系中各组分的浓度浓度(或含量或含量)是否保持不变。是否保持不变。A A项中项中,生成生成A A2 2是逆反应是逆反应,生成生成ABAB是正反应。显然是正反应。显然v v(正正)v v(逆逆),没有达到平衡没有达到平衡;B;B项项中中,压强不随时间的变化而变化压强不随时间的变化而变化,不能说明反应混合物不能说明反应混合物中中A A2 2、B B2 2和和ABAB的浓度是否保持一定的浓度是否保持一定,v v(正正)是否等于是否等于v v(逆逆)。该反应前后气体总的物质的量保持不变。该反应前后气体总的物质的量保持不变,在在其他条件一定时其他条件一定时,反应从开

20、始至反应达到平衡压强就一反应从开始至反应达到平衡压强就一直保持不变直保持不变,故压强不变不能说明反应是否达到平衡状故压强不变不能说明反应是否达到平衡状态态;C;C项中项中,表明表明v v(正正)=v v(逆逆),反应已达到平衡状态反应已达到平衡状态;D;D项中项中,只说明了逆反应速率只说明了逆反应速率,没有说明正反应速率没有说明正反应速率,且不管平且不管平衡是否建立衡是否建立,只要反应在进行只要反应在进行,生成生成A A2 2和和B B2 2的物质的量的物质的量之比始终为之比始终为1111。2.2.相同温度和压强下相同温度和压强下,在容积为在容积为2 L2 L的密闭容器中发生的密闭容器中发生反

21、应反应:2HI H:2HI H2 2+I+I2 2(g),(g),达到平衡状态的标志是达到平衡状态的标志是()A.A.c c(H(H2 2)保持不变保持不变B.B.c c(H(H2 2)=)=c c(I(I2 2)C.2C.2v v正正(HI)=(HI)=v v逆逆(I(I2 2)D.D.拆开拆开2 mol HI2 mol HI共价键共价键,同时生成同时生成1 mol HH1 mol HH共价键共价键【解析解析】选选A A。在一定条件下的可逆反应中。在一定条件下的可逆反应中,如果正、如果正、逆反应速率相等逆反应速率相等,各组分的百分含量保持不变各组分的百分含量保持不变,则达到则达到化学平衡状态

22、。化学平衡状态。A A项项,c c(H(H2 2)保持不变保持不变,符合要求符合要求;B;B项项,c c(H(H2 2)=)=c c(I(I2 2),),不一定是保持不变不一定是保持不变,不符合要求不符合要求;C;C项项,应应为为v v正正(HI)=2(HI)=2v v逆逆(I(I2 2),),错误错误;D;D项项,拆开拆开2 mol HI2 mol HI共价键共价键是正反应是正反应,同时生成同时生成1 mol HH1 mol HH共价键共价键,也是正反应也是正反应,错错误。误。3.(20193.(2019青岛高一检测青岛高一检测)N)N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g)2NH(g)2

23、NH3 3(g)(g)在在体积不变的密闭容器中反应体积不变的密闭容器中反应,下列叙述表示处于化学平下列叙述表示处于化学平衡状态的是衡状态的是()A.NA.N2 2、H H2 2、NHNH3 3的浓度比为的浓度比为132132的状态的状态B.B.混合气体的密度不随时间而变化混合气体的密度不随时间而变化C.C.当有当有1 mol NN1 mol NN键断裂时键断裂时,有有6 mol NH6 mol NH键断裂键断裂D.D.单位时间内消耗单位时间内消耗a a mol N mol N2 2的同时的同时,消耗消耗3 3a a mol mol的的H H2 2的的状态状态【解析解析】选选C C。A A中中,

24、N,N2 2、H H2 2、NHNH3 3的浓度比等于化学计量的浓度比等于化学计量数之比时数之比时,不能确定是否处于平衡状态不能确定是否处于平衡状态,因为无法以因为无法以v v正正=v v逆逆和浓度是否不变进行判断。和浓度是否不变进行判断。B B中中,因容器的体积不因容器的体积不变变,而混合气体的总质量不改变而混合气体的总质量不改变,则无论平衡与否则无论平衡与否,混合混合气体的密度均不变化。气体的密度均不变化。C C中中,当有当有1 mol NN1 mol NN键断裂时键断裂时,相当于生成相当于生成2 mol NH2 mol NH3 3(1 mol NH(1 mol NH3 3中含有中含有3

25、mol N3 mol NH H键键),),即生成即生成6 mol N6 mol NH,H,与有与有6 mol N6 mol NH H键断裂键断裂符合符合v v(NH(NH3 3)正正=v v(NH(NH3 3)逆逆,故处于化学平衡状态。故处于化学平衡状态。D D中中,消消耗耗a a mol N mol N2 2的同时消耗的同时消耗3 3a a mol H mol H2 2是同向的是同向的,不管平衡不管平衡与否与否,只要只要N N2 2和和H H2 2反应就一定符合该比例。反应就一定符合该比例。【素养提升素养提升】化学平衡是一个相对静止的状态化学平衡是一个相对静止的状态,是可逆反应在一定条是可逆

26、反应在一定条件下达到的最大限度。回答有关硫酸制备中重要反应件下达到的最大限度。回答有关硫酸制备中重要反应2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO 2SO3 3的有关问题的有关问题:(1)(1)对于该反应的下列判断正确的有哪些对于该反应的下列判断正确的有哪些?2 mol SO2 mol SO2 2和足量的和足量的O O2 2反应反应,必生成必生成2 mol SO2 mol SO3 3平衡时平衡时SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3的分子数之比为的分子数之比为212212平衡时平衡时SOSO2 2的消耗速率必定等于的消耗速率必定等于O O2 2的生成速率的的生成速率的2 2倍倍平衡时平衡时

27、SOSO2 2的浓度必为的浓度必为O O2 2浓度的浓度的2 2倍倍提示提示:。由于该反应是可逆反应。由于该反应是可逆反应,反应不可能完全进反应不可能完全进行行,所以所以2 mol SO2 mol SO2 2和足量的和足量的O O2 2反应反应,产生的产生的SOSO3 3的物质的的物质的量必然小于量必然小于2 mol,2 mol,错误错误;在反应过程中在反应过程中,SO,SO2 2、O O2 2、SOSO3 3这几种物质的分子数之比为这几种物质的分子数之比为212,212,但是平衡时不一但是平衡时不一定是这种关系定是这种关系,错误错误;因为在平衡时任何物质的消耗因为在平衡时任何物质的消耗速率与

28、产生速率相同速率与产生速率相同,在任何时刻在任何时刻SOSO2 2的消耗速率必定的消耗速率必定等于等于O O2 2的消耗速率的的消耗速率的2 2倍倍,当当SOSO2 2的消耗速率等于的消耗速率等于O O2 2生成速率的生成速率的2 2倍时倍时,则说明则说明O O2 2的消耗速率等于的消耗速率等于O O2 2生成速生成速率率,因此反应达到平衡状态因此反应达到平衡状态,正确正确;如果起始加入的如果起始加入的SOSO2 2、O O2 2的比例不是的比例不是21,21,则达到平衡时则达到平衡时SOSO2 2的浓度不是的浓度不是O O2 2浓度的浓度的2 2倍倍,错误。错误。(2)(2)加快该反应速率的

29、因素有哪些加快该反应速率的因素有哪些?提示提示:使用催化剂、升高温度、增大反应物浓度、增大使用催化剂、升高温度、增大反应物浓度、增大压强等。压强等。(3)(3)以下是该反应在不同条件下达到平衡状态时以下是该反应在不同条件下达到平衡状态时SOSO2 2的的转化率。转化率。压强压强温度温度0.1MPa0.1MPa0.5MPa0.5MPa1MPa1MPa10MPa10MPa40040099.2%99.2%99.6%99.6%99.7%99.7%99.9%99.9%50050093.5%93.5%96.9%96.9%97.8%97.8%99.3%99.3%60060073.7%73.7%85.8%85

30、.8%89.5%89.5%96.4%96.4%从以上数据分析从以上数据分析,最好选择的反应条件是什么最好选择的反应条件是什么?选择时选择时考虑的因素有哪些考虑的因素有哪些?提示提示:选择选择400400、0.1MPa0.1MPa。选择适宜的反应条件。选择适宜的反应条件,既可既可以增大反应速率以增大反应速率,缩短生产周期缩短生产周期,又可以达到较大的反又可以达到较大的反应限度应限度,从而获得较大的产率。从而获得较大的产率。【课堂回眸课堂回眸】【核心整合核心整合】1.1.化学反应速率化学反应速率2.2.化学平衡化学平衡反应限度反应限度3.“3.“三段式三段式”法在化学反应速率计算中的应用法在化学反

31、应速率计算中的应用有关化学反应速率的计算往往数据比较多有关化学反应速率的计算往往数据比较多,关系复杂关系复杂,往往可以通过往往可以通过“三段式三段式”法法,使各种数据直观、条理清使各种数据直观、条理清晰、便于分析和计算。晰、便于分析和计算。(1)“(1)“三段式三段式”法的基本步骤法的基本步骤a.a.写出化学反应方程式并配平。写出化学反应方程式并配平。b.b.根据题意根据题意,依次列出各反应物和生成物的起始浓度依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量或物质的量)、浓度、浓度(或物质的量或物质的量)的变化量及一段时间的变化量及一段时间后的浓度后的浓度(或物质的量或物质的量),),未知量可以

32、设未知数表示。未知量可以设未知数表示。c.c.根据起始浓度根据起始浓度(或物质的量或物质的量)与一段时间后的浓度与一段时间后的浓度(或或物质的量物质的量)的差等于浓度的差等于浓度(或物质的量或物质的量)的变化量的变化量,变化变化量之比等于对应物质的化学计量数之比量之比等于对应物质的化学计量数之比,列出关系式计列出关系式计算。算。(2)(2)具体实例具体实例有有v(A)=v(A)=molL molL-1-1ss-1-1,v(B)=,v(B)=molL molL-1-1ss-1-1,v(C)=v(C)=molL molL-1-1ss-1-1,B,B的转化率为的转化率为 100%100%。2xnxn

33、2xnx1【素养迁移素养迁移】1.(20191.(2019沈阳高一检测沈阳高一检测)下列各图所示的措施中下列各图所示的措施中,是为是为了加快其化学反应速率的是了加快其化学反应速率的是()【解析解析】选选C C。铁门表面喷漆是为了防止铁锈蚀。铁门表面喷漆是为了防止铁锈蚀,减小减小反应速率反应速率,A,A项错误。把食物放在冰箱中降温保存项错误。把食物放在冰箱中降温保存,是为是为了降低反应速率了降低反应速率,B,B项错误。用扇子扇煤炉火项错误。用扇子扇煤炉火,使其中的使其中的空气浓度增大空气浓度增大,增大反应物的浓度增大反应物的浓度,反应速率加快反应速率加快,C,C项项正确。将木头电线杆头稍微烧焦些

34、正确。将木头电线杆头稍微烧焦些,使木头表面覆盖一使木头表面覆盖一层不容易反应的物质层不容易反应的物质,因此可以使反应速率减慢因此可以使反应速率减慢,D,D项错项错误。误。2.2.在一定温度下在一定温度下,某密闭且体积不变的容器内有可逆反某密闭且体积不变的容器内有可逆反应应:A(g)+3B(g)2C(g):A(g)+3B(g)2C(g)。不能说明该反应达到化学。不能说明该反应达到化学平衡的标志是平衡的标志是()A.CA.C物质的生成速率和分解速率相等物质的生成速率和分解速率相等B.AB.A、B B、C C的浓度不再变化的浓度不再变化C.C.单位时间内生成单位时间内生成a a molmol物质物质

35、A,A,同时生成同时生成3 3a a molmol物质物质B BD.AD.A、C C物质的分子数之比不变物质的分子数之比不变【解析解析】选选C C。C C物质的生成速率和分解速率相等物质的生成速率和分解速率相等,说明说明正、逆反应速率相等正、逆反应速率相等,A,A正确正确;对于可逆反应来说对于可逆反应来说,判断判断反应是否已经达到平衡反应是否已经达到平衡,主要看正逆反应速率是否相等主要看正逆反应速率是否相等,体系中各组分的浓度体系中各组分的浓度(或含量或含量)是否保持不变是否保持不变,B,B项正确项正确;C;C选项只说明了逆反应速率选项只说明了逆反应速率,没有说明正反应速率没有说明正反应速率,

36、C,C错误错误;随反应的进行随反应的进行A A、C C物质的分子数之比发生改变物质的分子数之比发生改变,当该比值不变时当该比值不变时,说明达到化学平衡的标志说明达到化学平衡的标志,D,D正确。正确。3.3.一定条件下一定条件下,将将NONO2 2与与SOSO2 2以体积比以体积比1212置于密闭容器置于密闭容器中发生反应中发生反应NONO2 2(g)+SO(g)+SO2 2(g)SO(g)SO3 3(g)+NO(g)(g)+NO(g)。下列能。下列能说明反应达到平衡状态的是说明反应达到平衡状态的是()A.A.体系压强保持不变体系压强保持不变B.B.混合气体颜色保持不变混合气体颜色保持不变C.S

37、OC.SO3 3和和NONO的体积比保持不变的体积比保持不变D.D.每消耗每消耗1 1 molmol SO SO3 3的同时生成的同时生成1 1 molmol NO NO2 2【解析解析】选选B B。反应。反应NONO2 2(g)+SO(g)+SO2 2(g)SO(g)SO3 3(g)+NO(g)(g)+NO(g)是是体积不变的可逆反应体积不变的可逆反应,因此因此A A项不能说明项不能说明;颜色的深浅与颜色的深浅与气体的浓度大小有关气体的浓度大小有关,而在反应体系中只有二氧化氮是而在反应体系中只有二氧化氮是红棕色气体红棕色气体,所以混合气体颜色保持不变时即说明所以混合气体颜色保持不变时即说明N

38、ONO2 2的浓度不再发生变化的浓度不再发生变化,因此因此B B项可以说明项可以说明;SO;SO3 3和和NONO是生是生成物成物,因此在任何情况下二者的体积比总是满足因此在任何情况下二者的体积比总是满足11,11,C C项不能说明项不能说明;SO;SO3 3和和NONO2 2一个作为生成物一个作为生成物,一个作为反应一个作为反应物物,因此在任何情况下每消耗因此在任何情况下每消耗1 1 molmol SO SO3 3的同时必然会的同时必然会生成生成1 1 molmol NO NO2 2,因此因此D D项也不能说明。项也不能说明。【互动探究互动探究】(1)(1)将上题将上题A A项项“压强压强”

39、改为改为“气体的总气体的总物质的量物质的量”能否说明达到平衡状态能否说明达到平衡状态?提示提示:不能。该反应前后气体的物质的量始终保持不变不能。该反应前后气体的物质的量始终保持不变。(2)(2)将上题将上题C C项项“SOSO3 3和和NO”NO”改为改为“NONO2 2和和SOSO2 2”能否说明能否说明达到平衡状态达到平衡状态?提示提示:能。开始时能。开始时NONO2 2与与SOSO2 2体积比为体积比为12,12,变化量之比为变化量之比为11,11,未达到平衡时未达到平衡时NONO2 2与与SOSO2 2体积比会发生变化体积比会发生变化,当保持当保持不变时不变时,表明反应达到平衡状态。表

40、明反应达到平衡状态。4.4.在在10 L10 L密闭容器中密闭容器中,1 mol A,1 mol A和和3 mol B3 mol B在一定条件下在一定条件下反应反应:A(g)+:A(g)+x xB(g)2C(g),2 minB(g)2C(g),2 min后反应达到平衡时后反应达到平衡时,测得混合气体共测得混合气体共3.4 mol,3.4 mol,生成生成0.4 mol C,0.4 mol C,则下列计算则下列计算结果正确的是结果正确的是世纪金榜导学号世纪金榜导学号()A.A.平衡时平衡时,物质的量之比物质的量之比n n(A)(A)n n(B)(B)n n(C)=2114(C)=2114B.B.

41、x x值等于值等于3 3C.AC.A的转化率为的转化率为20%20%D.BD.B的平均反应速率为的平均反应速率为0.4 molL0.4 molL-1-1minmin-1-1【解析解析】选选C C。A(g)+A(g)+x xB(g)2C(g)B(g)2C(g)起始物质的量起始物质的量(mol)(mol)1 1 3 3 0 0转化物质的量转化物质的量(mol)(mol)0.20.20.20.2x x 0.4 0.4平衡物质的量平衡物质的量(mol)(mol)0.80.83-0.23-0.2x x0.40.4则则0.8 mol+3 mol-0.20.8 mol+3 mol-0.2x x mol+0.

42、4 mol=3.4 mol,mol+0.4 mol=3.4 mol,x x=4,=4,B B错错;平衡时平衡时,物质的量之比为物质的量之比为0.8(3-0.8)0.40.8(3-0.8)0.4=4112,A=4112,A错错;A;A的转化率为的转化率为 100%=20%,C100%=20%,C正确正确;v v(B)=(B)=2 min=0.04 mol2 min=0.04 molL L-1-1minmin-1-1,D,D错。错。0.2 mol1 mol0.8 mol10 L5.(5.(原创题原创题)氮氧化物包括多种化合物氮氧化物包括多种化合物,如一氧化二氮如一氧化二氮(N(N2 2O)O)、一

43、氧化氮、一氧化氮 (NO)(NO)、二氧化氮、二氧化氮(NO(NO2 2)、三氧化二氮、三氧化二氮 (N(N2 2O O3 3)、四氧化二氮、四氧化二氮(N(N2 2O O4 4)和五氧化二氮和五氧化二氮(N(N2 2O O5 5)等。除二等。除二氧化氮以外氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定其他氮氧化物均极不稳定,遇光、湿或热变遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。某一氧化氮又变为二氧化氮。某温度下温度下,真空密闭容器中发生反应真空密闭容器中发生反应:2NO:2NO2 2 2NO+O 2NO+O2 2,经经4 min4 min后后,测得混合气中测得混合

44、气中NONO2 2浓度为浓度为0.12 molL0.12 molL-1-1,O,O2 2的浓的浓度为度为0.24 molL0.24 molL-1-1,且各物质的浓度不再发生变化。求且各物质的浓度不再发生变化。求:(1)NO(1)NO2 2的起始浓度是多少的起始浓度是多少?(2)4 min(2)4 min时时NONO2 2的转化率是多少的转化率是多少?(3)4 min(3)4 min内生成内生成NONO的化学反应速率是多少的化学反应速率是多少?(4)4 min(4)4 min时时NONO的体积分数是多少的体积分数是多少?(5)4 min(5)4 min时容器的压强是开始时的多少倍时容器的压强是开

45、始时的多少倍?【解析解析】2NO2NO2 2 2NO+2NO+O O2 2c(c(起始起始)/mol)/molL L-1-1 a a 0 00 0c(c(转化转化)/mol)/molL L-1-1 2c 2c 2c 2cc cc(4 min)/molc(4 min)/molL L-1-1 a-2c a-2c2c2cc c由题意得由题意得:a-2c=0.12 mol:a-2c=0.12 molL L-1-1,c=0.24 mol,c=0.24 molL L-1-1。(1)NO(1)NO2 2的起始浓度为的起始浓度为a a=0.12 mol=0.12 molL L-1-1+2+20.24 mol0

46、.24 molL L-1-1=0.6 mol=0.6 molL L-1-1。(2)(NO(2)(NO2 2)=)=100%=100%=100%=80%100%=80%。(3)(3)v v(NO)=0.12 mol(NO)=0.12 molL L-1-1minmin-1-1。2ca1120.24 mol L0.6 mol Lgg12c20.24 mol L4 min4 ming(4)(4)设容器体积为设容器体积为V V L,L,则则NONO的体积分数的体积分数=100%=100%=100%=57.1%100%=57.1%。(5)(5)设容器体积为设容器体积为V V L,L,22n NOn NOn

47、 NOn O0.48V0.12V0.48V0.24Vp 4 min0.12V0.48V0.24V1.4p()0.6V。开始答案答案:(1)0.6 mol(1)0.6 molL L-1-1(2)80%(2)80%(3)0.12 mol(3)0.12 molL L-1-1minmin-1-1(4)57.1%(4)57.1%(5)1.4(5)1.4课题任务课题任务:以化学反应与热能、电能的转化为载体以化学反应与热能、电能的转化为载体,解解决能源问题决能源问题【情境创设情境创设】中国氢能联盟在潍柴集团发布首个中国氢能联盟在潍柴集团发布首个中国氢能源中国氢能源及燃料电池产业白皮书及燃料电池产业白皮书,这

48、是国内第一个高质量的氢这是国内第一个高质量的氢能全产业链研究成果。能全产业链研究成果。据白皮书研究数据显示据白皮书研究数据显示,2050,2050年氢能将在中国终年氢能将在中国终端能源体系中占比达到端能源体系中占比达到10%,10%,与电力协同互补与电力协同互补,共同成为共同成为中国终端能源体系的消费主体。届时中国终端能源体系的消费主体。届时,可实现二氧化碳可实现二氧化碳减排约减排约7 7亿吨亿吨/年年,累计拉动累计拉动3333万亿元经济产值。推动氢万亿元经济产值。推动氢能产业高质量发展能产业高质量发展,是优化能源结构、保障能源安全和是优化能源结构、保障能源安全和提高国家制造业创新能力的重要方

49、向。提高国家制造业创新能力的重要方向。【素养解读素养解读】1.1.核心素养核心素养:(1)(1)证据推理与模型认知证据推理与模型认知:建立认知模型建立认知模型,并能运用模型并能运用模型解释化学现象解释化学现象,揭示现象的本质和规律。揭示现象的本质和规律。(2)(2)科学探究与创新意识科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的能发现和提出有探究价值的问题问题,能从问题和假设出发能从问题和假设出发,依据研究目的依据研究目的,设计探究方设计探究方案。案。(3)(3)科学态度与社会责任科学态度与社会责任:具有探索未知、崇尚真理的具有探索未知、崇尚真理的意识意识;具有节约资源、保护环境的可持续发展意识

50、。具有节约资源、保护环境的可持续发展意识。2.2.素养目标素养目标:通过课题的探究学习通过课题的探究学习,掌握化学能与热能、电能的转化掌握化学能与热能、电能的转化知识知识,初步养成绿色应用意识初步养成绿色应用意识,增强社会责任感。增强社会责任感。【素养探究素养探究】【探究一探究一】氢能源的燃烧氢能源的燃烧1.1.能源有多种分类方法能源有多种分类方法,按基本形态分为一次能源和二按基本形态分为一次能源和二次能源。按能源性质分为燃料型能源和非燃料型能源次能源。按能源性质分为燃料型能源和非燃料型能源(水能、风能、地热能、海洋能水能、风能、地热能、海洋能)。按污染分为污染型能。按污染分为污染型能源和清洁